黃海 于斌 楊光 張宏國 (哈爾濱理工大學(xué)軟件與微電子學(xué)院)
電子信息產(chǎn)業(yè)在我國新一輪的智能化浪潮中得到了迅猛發(fā)展,但也面臨著許多重大的挑戰(zhàn)。電子信息類專業(yè)技術(shù)人才匱乏是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素,也是高等教育面臨的重大挑戰(zhàn)。這也對高校人才培養(yǎng)機(jī)制、模式提出了新要求,對人才培養(yǎng)質(zhì)量也提出了更高的要求。一方面,電子信息技術(shù)涉及的知識面廣,器件、系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)并舉,硬件與軟件并重,電子信息類人才應(yīng)具備多種能力,僅依靠高校的常規(guī)學(xué)習(xí)難以達(dá)成,還需要通過校企協(xié)同模式,在實(shí)際的工程應(yīng)用項(xiàng)目中加以強(qiáng)化;另一方面,高?,F(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式、人才培養(yǎng)方案限制了校企協(xié)同育人的實(shí)施,沒有形成科學(xué)有效的育人機(jī)制[1]。
2017 年初教育部提出了新工科概念,通過建設(shè)新的工科專業(yè)和重構(gòu)老工科專業(yè),以適應(yīng)全球產(chǎn)業(yè)變革和國家戰(zhàn)略發(fā)展需要,建立工程教育新范式,解決高等教育面臨的問題,切實(shí)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。新工科建設(shè)方面,實(shí)踐能力建設(shè)尤為重要,電子信息類專業(yè)是一個寬口徑、厚基礎(chǔ)和重實(shí)踐的專業(yè)。在“新工科”建設(shè)背景下,電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)主要有以下六個方面的問題:
第一,傳統(tǒng)工科教育以理論授課為主,對學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)嚴(yán)重不足,與企業(yè)需求不相匹配,導(dǎo)致高校人才培養(yǎng)與社會脫軌。
第二,電子信息類專業(yè)人才需求量不斷擴(kuò)大,高校待遇明顯低于其他行業(yè)以及高校職稱難以晉級等問題,導(dǎo)致高校教師數(shù)量,尤其是青年教師數(shù)量嚴(yán)重不足。
第三,新引進(jìn)的青年教師多數(shù)是“從高校到高校”,缺乏在企業(yè)工作或參與實(shí)際工程項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),難以適應(yīng)新時代人才培養(yǎng)的新要求,導(dǎo)致教學(xué)中只注重教授學(xué)生基本理論知識,不能很好地培養(yǎng)學(xué)生自我探索、實(shí)踐創(chuàng)新和工程實(shí)踐的能力。
第三,現(xiàn)有的教師評聘體系,雖然提出了“五不唯”,但目前還沒有從根本上改變教師傳統(tǒng)的思想觀念,工科教師仍然普遍重視論文,實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)積累不夠,因此缺乏工程經(jīng)驗(yàn)仍是大多數(shù)高校的工科教師存在的問題[3]。
第四,從師資隊(duì)伍建設(shè)角度看,隨著“雙一流”“高水平院校”建設(shè)的推進(jìn),大部分高校都過度注重基礎(chǔ)學(xué)科建設(shè)和科研水平提升,而往往忽視了對學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),難以形成自己的特色,使高校辦學(xué)理念與企業(yè)需求相差甚遠(yuǎn)。
第五,從企業(yè)參與人才培養(yǎng)的角度看,目前企業(yè)與高校之間的聯(lián)系極少,企業(yè)很少參與學(xué)生的整個本科培養(yǎng)環(huán)節(jié),只負(fù)責(zé)選人和用人,導(dǎo)致大多數(shù)高校培養(yǎng)的電子信息類專業(yè)人才都很難滿足企業(yè)發(fā)展的需求。此外,高校現(xiàn)有的聘用制度也導(dǎo)致選聘經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師到高校承擔(dān)教學(xué)任務(wù)難以得到很好地實(shí)施。
哈爾濱理工大學(xué)是黑龍江省屬的規(guī)模最大的理工科院校,同時也是黑龍江省的“雙一流”建設(shè)高校。學(xué)校開設(shè)集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、微電子科學(xué)與工程、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)和信息與計算科學(xué)等電子信息類專業(yè)。新工科對電子信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了新要求,校企協(xié)同育人是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的一種有效手段,是培養(yǎng)符合企業(yè)與市場需求特色人才的有效途徑,為解決上述問題提供了一個可行的方案。
新工科背景下,校企協(xié)同育人模式也有新的變化,在CDIO 工程教育實(shí)踐的基礎(chǔ)上,借鑒和深析CDIO 工程教育所蘊(yùn)含的主旨,結(jié)合國際工程教育認(rèn)證的教育理念,將兩者進(jìn)行有機(jī)整合再創(chuàng)新。在新模式中,按照電子信息類專業(yè)的特點(diǎn),構(gòu)建校企協(xié)同、開放式立體化的實(shí)踐教學(xué)體系和平臺;更加強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的交叉融合,充分體現(xiàn)校企協(xié)同機(jī)制在人才培養(yǎng)中的優(yōu)勢,建立多方參與的教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)機(jī)制[4]。
基于OBE 理念,以滿足電子信息產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展需求為目標(biāo),兼顧國際實(shí)質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),制定人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),考慮不同高校的培養(yǎng)定位,逆向重構(gòu)適合電子信息類專業(yè)并具有專業(yè)特色的培養(yǎng)方案。通過校企聯(lián)合制定培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案、共同建設(shè)課程和開發(fā)教程、共建實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地、合作培養(yǎng)師資、合作開展研究等措施,構(gòu)建校企聯(lián)合育人平臺,切實(shí)提高企業(yè)對本科教學(xué)環(huán)節(jié)的參與度。
“2+1+1”人才培養(yǎng)模式是指2 年基礎(chǔ)課、1 年專業(yè)課、1 年校企聯(lián)合培養(yǎng)的“定制式”人才培養(yǎng)模式,該模式下企業(yè)直接參與人才培養(yǎng)過程,主要負(fù)責(zé)本科教學(xué)中的實(shí)踐教學(xué)。在此基礎(chǔ)上,將繼承和深化軟件與微電子學(xué)院現(xiàn)有的基于校企合作的“2+1+1”人才培養(yǎng)模式,構(gòu)建校企協(xié)同育人的新實(shí)踐教學(xué)體系。針對軟件與微電子學(xué)院現(xiàn)有的兩個電子信息類專業(yè)(集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)和電子科學(xué)與技術(shù))繼續(xù)推進(jìn)新型實(shí)訓(xùn)中心和企業(yè)實(shí)習(xí)基地建設(shè),學(xué)生根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計,著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識。
本著“資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)、互惠互利、共同發(fā)展”的原則,建立開放式的辦學(xué)體制,形成校企協(xié)同創(chuàng)新、協(xié)同育人的長效共贏合作機(jī)制。在深入分析高校和企業(yè)之間缺乏吸引力、合作不持續(xù)等問題的基礎(chǔ)上,結(jié)合校院二級管理制度的實(shí)施,建立適合校企協(xié)同育人的開放式辦學(xué)體制、靈活的教師聘任以及評價機(jī)制等。加大外聘師資力度,有效利用外校、業(yè)界的教育資源聯(lián)合培養(yǎng)在校學(xué)生。
在校企協(xié)同育人的教學(xué)模式中,高校是教育的主要實(shí)施者,與企業(yè)協(xié)同合作,共同育人。該教學(xué)模式的評價機(jī)制不同于傳統(tǒng)的高校單主體評價機(jī)制。需要依據(jù)人才培養(yǎng)的新要求,結(jié)合本科工程教育一般標(biāo)準(zhǔn),重新構(gòu)建針對專業(yè)、課程、實(shí)踐環(huán)節(jié)等的質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn);建立行之有效的質(zhì)量評價和持續(xù)改進(jìn)的“閉環(huán)”質(zhì)量保障體系;通過成果循環(huán)評價成果產(chǎn)出與畢業(yè)要求的達(dá)成度,持續(xù)改進(jìn)教學(xué)活動。教學(xué)活動的改進(jìn)包括課程體系、師資隊(duì)伍、支持條件、學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會、教學(xué)過程和教學(xué)評價等。
哈爾濱理工大學(xué)是黑龍江省屬規(guī)模最大的理工類院校,學(xué)校歷來重視工科專業(yè)的發(fā)展,始終保持與企業(yè)的緊密聯(lián)系,不斷深化校企協(xié)同育人的合作力度,取得了一定成效。
1. 構(gòu)建了適合校企協(xié)同育人的專業(yè)人才培養(yǎng)新方案。以滿足電子信息產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展需求為目標(biāo),通過校企合作,兼顧教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)和國際實(shí)質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),制定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),重構(gòu)電子信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案。建立了多方參加的教育指導(dǎo)委員會,由教育專家、產(chǎn)業(yè)界和用人單位等相關(guān)利益者權(quán)威代表參與教育管理、專業(yè)建設(shè)和教學(xué)指導(dǎo),制定培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案、共同建設(shè)課程和開發(fā)教程、共建實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地等。更新核心課程體系,提升人才培養(yǎng)對社會需求的適應(yīng)度,提升課程體系對培養(yǎng)目標(biāo)的支撐度,使電子信息類專業(yè)的人才培養(yǎng)能夠滿足行業(yè)需求;設(shè)置跨學(xué)科選修課程,學(xué)生可根據(jù)專業(yè)興趣自由組合學(xué)習(xí)內(nèi)容,從而在一個培養(yǎng)方案下實(shí)現(xiàn)個性化和多樣化的人才培養(yǎng),以提升學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的能力;加大專業(yè)培養(yǎng)方案中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程的比重,并將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的理念融入所有專業(yè)課教學(xué)中;建立“歸一化”的實(shí)踐教學(xué)課程體系,保障和促進(jìn)校企協(xié)同育人模式的有效實(shí)施。
2.構(gòu)建了以EDA 技術(shù)貫穿整個教學(xué)過程的新教學(xué)體系。電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展有力地促進(jìn)了設(shè)計方法學(xué)的重大變革,使硬件設(shè)計和軟件設(shè)計的界線淡化了,傳統(tǒng)的設(shè)計方法已經(jīng)難以滿足實(shí)際需求。相對于其他類專業(yè),電子信息類專業(yè)發(fā)展更依賴于先進(jìn)的EDA 工具,理論知識必須和實(shí)際的設(shè)計相結(jié)合才能加深學(xué)生對知識的理解和消化,對工具的使用技能要求更高。另一方面,構(gòu)建以EDA 技術(shù)貫穿整個教學(xué)過程的課程體系不僅有利于對學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),也有利于學(xué)生對本專業(yè)知識體系的深入認(rèn)識。因此需要將EDA 技術(shù)貫穿整個教學(xué)過程中。采用EDA 工具能實(shí)現(xiàn)對模擬電路和數(shù)字電路的計算機(jī)仿真,極大地提高了學(xué)生對電路的理解水平。學(xué)生通過相關(guān)的課程教學(xué)和課程設(shè)計,就能夠掌握基本的電路仿真和分析方法,有利于集成電路設(shè)計中仿真工具的使用。在我校電子信息類專業(yè)的主干課程與EDA 工具之間建立了完善的對應(yīng)關(guān)系[5]。
3.建立了校企協(xié)同育人的新實(shí)踐教學(xué)體系。構(gòu)建了“認(rèn)識實(shí)習(xí)—課程實(shí)驗(yàn)—課程設(shè)計—開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)—學(xué)年綜合設(shè)計—校內(nèi)實(shí)訓(xùn)”等多環(huán)節(jié)的實(shí)踐教學(xué)體系。通過與企業(yè)合作,建設(shè)層次化、模塊化的專業(yè)實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)課程,建立具有不同難度和梯度的學(xué)習(xí)情境,提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。鼓勵學(xué)生跨學(xué)科跨專業(yè)進(jìn)行學(xué)年設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等方面的實(shí)踐。具體操作分兩種形式:(1)將企業(yè)工程師引入校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地,采用企業(yè)真實(shí)的產(chǎn)品研發(fā)案例著力培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識解決復(fù)雜工程問題的實(shí)踐與創(chuàng)新能力;(2)將學(xué)生輸送到校外實(shí)訓(xùn)基地,讓學(xué)生以工程師的身份進(jìn)行企業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等。目前我校電子信息類專業(yè)已與多家企業(yè)建立了深度合作(如:臺灣世芯電子、創(chuàng)意電子和芯愿景公司等)機(jī)制,建立了互動、多贏的“企業(yè)-教師-學(xué)生”之間穩(wěn)定、可持續(xù)的三角關(guān)系。
4. 實(shí)施了面向?qū)W生自主學(xué)習(xí)的混合教學(xué)新方法。電子信息產(chǎn)業(yè)所需的人才需具有快速學(xué)習(xí)能力、工程實(shí)踐能力、跨界整合能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力。傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能滿足培養(yǎng)高水平專業(yè)人才的需求,因此需要打破原有理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)之間的壁壘,推進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)融合。教學(xué)過程中,不斷推進(jìn)教育教學(xué)方法改革,引導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué)”,采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、科研教學(xué)融合學(xué)習(xí)和案例學(xué)習(xí)等方法,著重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和快速學(xué)習(xí)能力,以應(yīng)對新經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。項(xiàng)目實(shí)施過程中,通過教師自建、引入使用企業(yè)項(xiàng)目資源、校外優(yōu)秀線上教育資源或與其他高校合作等方式,逐步推進(jìn)通識課程MOOC 化、基礎(chǔ)課程“大學(xué)分”化和專業(yè)課程SPOC 化,為此我校出臺了相應(yīng)的實(shí)施辦法,支持和鼓勵專業(yè)教師使用混合式教學(xué)方法。
哈爾濱理工大學(xué)在“新工科”建設(shè)的背景下,按照中國工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求,逐步樹立并落實(shí)“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教學(xué)理念。校企協(xié)同育人是新工科建設(shè)的重要措施,為此我校一直重視校企協(xié)同育人機(jī)制的建立。我校電子信息類專業(yè)建設(shè)校企協(xié)同育人機(jī)制以“先行先試,重點(diǎn)突破,示范引領(lǐng),成果持續(xù),經(jīng)驗(yàn)推廣”為實(shí)施原則,按照“總體規(guī)劃,分步實(shí)施”的實(shí)施策略,在軟件與微電子學(xué)院的兩個電子信息類專業(yè)中有序開展校企協(xié)同育人模式的探究與實(shí)踐。
第一,軟件與微電子學(xué)院的兩個電子信息類專業(yè):集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)和電子科學(xué)與技術(shù),在實(shí)施校企協(xié)同育人的新教學(xué)模式之后,學(xué)生對于專業(yè)理論基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)興趣明顯提升,多數(shù)學(xué)生在大二階段(以前是大三階段)就明白了課程的“學(xué)有所用”和“用所志學(xué)”,讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)課程知識的應(yīng)用,以應(yīng)用促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。
第二,學(xué)生參與各類科研項(xiàng)目、科研訓(xùn)練、項(xiàng)目實(shí)踐以及學(xué)科競賽的熱情比原來有所提升,并且參加比賽的獲獎率也有所提高。
第三,畢業(yè)生的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量相比校企協(xié)同育人新模式實(shí)施之前也有明顯提高,畢業(yè)生整體就業(yè)率大約提升了3%,畢業(yè)生知名企業(yè)就業(yè)率大約提升了5%,畢業(yè)生的平均薪資大約提升了4.5%,從用人單位對畢業(yè)生的反饋意見中不難發(fā)現(xiàn),用人單位對畢業(yè)生工作能力的滿意度也有所提升。
第四,任課教師對學(xué)生的評價也提高了,學(xué)生上課的出勤率、抬頭率和回答問題的積極性都有所提升,在課后向老師請教問題的學(xué)生也多了,同時任課教師也發(fā)現(xiàn)學(xué)生的提問越來越有水平,這體現(xiàn)了學(xué)生在課后進(jìn)行的深入研究和思考;實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)單位也反饋學(xué)生的實(shí)踐動手能力提高了。